用于由合成气生产醇的方法和装置制造方法及图纸

本文公开了用于由合成气生产醇的方法和装置。在一些变化形式中，合成气在第一反应区中被催化转化为甲醇，且来自第一反应区的残留的合成气之后在第二反应区中被催化转化为乙醇。同样，在一些变化形式中，合成气在第一反应区中以高收率被催化转化为甲醇，且甲醇（任选地与另外的合成气）之后在第二反应区中被转化为乙醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及用于将诸如纤维素生物质的含碳原料转化为合成气的方法，且还 涉及用于将合成气转化为诸如醇(如，乙醇)的产物的方法。
技术介绍
乙醇和包括乙醇的醇混合物可以代替石油基产品如汽油用作燃料和燃料添加剂。 醇的这种用途可以降低进口石油的需求。另外，当醇是由除了化石燃料之外的原料生产时， 醇代替石油基燃料和燃料添加剂可以是特别环境友好的。 醇的一种合成途径是通过用于将合成气转化为醇的催化方法。合成气(syngas) (或合成气(synthesis gas))是一氧化物(CO)和氢气(H2)的混合物。通常，合成气可以 由任何含碳材料生产。具体地，可以将诸如农业废物、林产品、草和其他纤维素材料的生物 质转化为合成气。 存在多种转化技术来将这些原料转化为合成气。转化方法可以利用包括含碳材料 的气化、热解、蒸汽重整和/或部分氧化的一个或多个步骤的组合。 自二十世纪二十年代以来，已经知道，甲醇和其他醇的混合物可以通过使合成气 在某些催化剂上反应来获得(Forzatti等人，Cat. Rev. -Sci. andEng. 33 (1-2) ， 109-168， 1991)。 Fischer和Tropsch大约在相同的时期观察到烃合成催化剂产生作为副产物的直链 醇(Fischer禾口 Tropsch， Bre皿st. -Chem. 7 :97， 1926)。 然而，当前需要将合成气转化为诸如乙醇的醇的改进的方法和装置。 专利技术概述 在一些实施方案中，本专利技术提供了一种生产一种或多种c厂c;醇的方法，所述方法包括 (i)将合成气引入到包含至少第一催化剂的第一反应区中； (ii)用第一催化剂将合成气的一部分转化为甲醇； (iii)将来自第一反应区的合成气和甲醇引入到包含至少第二催化剂的第二反应 区中；以及 (iv)用第二催化剂将被引入到第二反应区中的合成气和甲醇的至少一部分转化， 以产生包含一种或多种c2-c4醇的产物流，所述C2_C4醇例如乙醇U-丙醇或1- 丁醇。 第二反应区可以在与第一反应区相同的反应器中或在与第一反应区不同的反应 器中。 在一些实施方案中，被引入到第一反应区的合成气具有初始H2/C0比率，在第一反应区内将合成气转化为甲醇使得被引入到第二反应区中的合成气具有第二H乂CO比率，且 与由所述初始H"CO比率提供的收率相比，所述第二H"CO比率在所述第二反应区内提供的 一种或多种C2-C4醇的收率是增加的。第二 H2/C0比率优选低于初始H2/C0比率。 在一些实施方案中，所述方法还包括将另外的甲醇引入到第二反应区中以及用第二催化剂将被引入到第二反应区中的另外的甲醇的至少一部分转化为一种或多种c厂c;醇。在某些实施方案中，被引入到第二反应区中的另外的甲醇的至少一部分预先从产物流 回收。在一些方法中，将另外的合成气(不是来自第一反应区的未反应的合成气)引入到 第二反应区中，然后用第二催化剂将被引入到第二反应区中的另外的合成气的至少一部分转化为一种或多种c2-c4醇。可以从产物流回收合成气以及将该合成气循环通过反应区中的至少一个。 第一催化剂可以包括选自由以下物质组成的组的物质ZnO/Cr203、 Cu/Zn0、 Cu/ Zn0/Al203、 Cu/Zn0/Cr203、 Cu/Th02、 Co/S、Mo/S、 Co/Mo/S、 Ni/S、 Ni/Mo/S、 Ni/Co/Mo/S以及与 Mn和/或V组合的前述物质中的任一种。第一催化剂优选地包括碱性助催化剂。 第二催化剂可以包括选自由以下物质组成的组的物质ZnO/Cr203、 Cu/Zn0、 Cu/ Zn0/Al203、 Cu0/Co0、 Cu0/Co0/Al203、 Co/S、 Mo/S、 Co/Mo/S、 Rh/Ti/Si02、 Rh/Mn/Si02、 Rh/Ti/ Fe/Ir/Si02、 Rh/Mn/MCM_41、 Ni/S、 Ni/Mo/S、 Ni/Co/Mo/S以及与Mn禾P /或V组合的前述物 质中的任一种。第二催化剂优选地包括碱性助催化剂。在一些实施方案中，第一催化剂和 第二催化剂可以具有基本上相同的初始组成。 在一些实施方案中，本专利技术提供了一种生产一种或多种C2_C4醇的方法，所述方法 包括 (i)将第一量的合成气引入到包含至少第一催化剂的第一反应区中； (ii)用第一催化剂将第一量的合成气的至少一部分转化为甲醇； (iii)将甲醇引入到包含至少第二催化剂的第二反应区中； (iv)将第二量的合成气引入到第二反应区中；以及 (v)用第二催化剂使被引入到第二反应区中的甲醇的至少一部分与第二量的合成 气的至少一部分反应，以生产包含一种或多种c2-c4醇的产物流。 第二量的合成气可以包括在第一反应区中没有反应的合成气。第二量的合成气可 以另外包括从产物流分离和回收的合成气。而且，第二量的合成气可以包括没有被引入到 第一反应区中的另外的合成气。在一些实施方案中，第二量的合成气包括由第一反应区中 的甲醇产生的合成气。 在一些实施方案中，第一反应区在第一反应器中，第二反应区在第二反应器中，且 第一反应器的输出流包含从第一反应区引入到第二反应区中的合成气，所述方法还包括从 输出流中分离出第一反应区中生产的甲醇的至少一部分。第一反应区和第二反应区可以都 在单一反应器中。 在某些实施方案中，可以将另外的或回牧的0)2引入到第一反应区中，其中使0)2 的至少一部分与存在的H2反应以生产C02衍生的甲醇。在第二反应区中，可以将C02衍生 的甲醇至少部分地转化为一种或多种C2_C4醇(如，乙醇)。 通常，本专利技术描述了一种生产用于产生高级醇的中间体低级醇的方法。(;+m(n+m二 2-10)醇可以根据以下步骤首先生产Cn(n = 1-5)醇来生产 (i)将合成气引入到包含至少第一催化剂的第一反应区中； (ii)用第一催化剂将合成气的一部分转化为Cn醇； (iii)将来自第一反应区的合成气和c;醇引入到包含至少第二催化剂的第二反应区中；以及 (iv)用第二催化剂将被引入到第二反应区中的合成气和c;醇的至少一部分转化，以生产包含Cn+m醇的产物流。 在一些实施方案中，高级醇的中间体生产可以用于生产作为最终产物的低级醇。具体地，方法可以包括用第二催化剂将被引入到第二反应区中的合成气和c;醇的至少一部分转化以生产包含比(；醇少至少一个碳数的醇的产物流，其中n选自2至5。 附图简述 附图说明图1显示了根据一个变化形式使用串联的两个反应器由合成气生产甲醇和乙醇 的工艺流程。 图2显示了根据一个变化形式使用在单一反应器中串联的两个反应区由合成气 生产甲醇和乙醇的工艺流程。 图3显示了根据一个变化形式使用串联的两个反应器由合成气生产甲醇和乙醇的工艺流程，且在第一反应器中生产的甲醇的一些或全部从第二反应器转移。 图4显示了根据另一个变化形式使用串联的两个反应器由合成气生产甲醇和乙醇的工艺流程。 图5显示了根据一个变化形式使用串联的两个反应器由合成气生产甲醇和乙醇的工艺流程，且第一反应器以高收率生产甲醇以便在第二反应器中转化为乙醇。 当本领域的技术人员结合最初简单描述的附图参考下面更详细的本专利技术描述时，本专利技术的这些和其他实施方案、特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产一种或多种Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］醇的方法，所述方法包括：（ｉ）将合成气引入到包含至少第一催化剂的第一反应区中；（ｉｉ）用所述第一催化剂将所述合成气的一部分转化为甲醇；（ｉｉｉ）将来自所述第一反应区的合成气和甲醇引入到包含至少第二催化剂的第二反应区中；以及（ｉｖ）用所述第二催化剂将被引入到所述第二反应区中的所述合成气和甲醇的至少一部分转化，以生产包含一种或多种Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］醇的产物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特E克莱珀，阿里葛尔特塞玛，海因茨尤尔根罗伯塔，罗纳德C斯蒂茨，理查德里德利，沙基尔H特米兹，弗朗西斯M费拉罗，
申请(专利权)人：雷奇燃料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]